[发明专利]包括铂-碱土金属合金的复合体、包括该复合体的燃料电池以及水电解电池及其制备方法

权利要求书

1.一种复合体，包括：

碳载体；以及

二元合金，负载于碳载体并含有铂及碱土金属，

其中，在基于X射线光电子能谱法的所述二元合金的Pt 4f XPS能谱中，由下述式1及式2规定的E1及E2满足下述式3，

(式1)

E1＝E0-E0(ref)

(式2)

E2＝EⅡ-EⅡ(ref)

(式3)

E1/E2≤0.85

在式1及式2中，E0(ref)及EⅡ(ref)分别为纯铂的Pt 4f XPS能谱中Pt(0)峰的结合能即中心以及Pt(Ⅱ)峰的结合能即中心，E0及EⅡ分别为所述二元合金的Pt 4f XPS能谱中Pt(0)峰的结合能即中心以及Pt(Ⅱ)峰的结合能即中心。

2.根据权利要求1所述的复合体，其中，

所述碱土金属为选自钙、镁、锶、钡、镭以及铍中的一个以上。

3.根据权利要求1所述的复合体，其中，

所述二元合金所包括的碱土金属：铂的原子比为1:1至5。

4.根据权利要求1所述的复合体，其中，

所述二元合金为选自颗粒状的PtSr、Pt₂Ca、Pt₃Mg以及Pt₅Ba中的一个以上。

5.根据权利要求4所述的复合体，其中，

所述颗粒的尺寸为3nm至300nm。

6.根据权利要求4所述的复合体，其中，

所述二元合金为立方晶相。

7.根据权利要求1所述的复合体，其中，

所述二元合金还在合金表面上包括铂覆盖层。

8.一种用于氧还原反应或析氢反应的催化剂，包括：

根据权利要求1至7中的任意一项所述的复合体。

9.一种用于燃料电池或水电解电池的阴极，包括：

根据权利要求1至7中的任意一项所述的复合体。

10.一种作为燃料电池或水电解电池的能量转换装置，包括：

根据权利要求9所述的阴极。

11.一种复合体的制备方法，包括如下步骤：

a)制备包括铂前驱体、碱土金属前驱体、第一还原剂及非质子有机溶剂的混合物；

b)在所述有机溶剂的沸点以上的条件下，对所述混合物进行第一热处理之后自然冷却，从而制备包含合成物的胶体；

c)对所述胶体进行离心分离来获取合成物；

d)将所述合成物涂覆到碳载体上，然后与粉末状的第二还原剂混合后，在惰性还原氛围下进行第二热处理以诱导铂与碱土金属之间的合金化；以及

e)通过酸处理，去除所述合金化的合成物所包括的杂质。

12.根据权利要求11所述的复合体的制备方法，其中，

所述步骤a)、步骤b)以及步骤d)在无水及无氧条件下执行。

13.根据权利要求11所述的复合体的制备方法，其中，

所述步骤b)的第一热处理执行11小时至30小时。

14.根据权利要求13所述的复合体的制备方法，其中，

所述步骤b)的合成物包括晶质铂以及非晶质碱土金属。

15.根据权利要求11所述的复合体的制备方法，其中，

所述第二热处理在300℃至1000℃温度下执行。

16.根据权利要求11所述的复合体的制备方法，其中，

所述碱土金属前驱体为包括选自钙、镁、锶、钡、镭以及铍中的一个以上的氯化物。